Kasutaja arutelu:Rpalla

Nomenklatuur

Sildtsükliliste ühendite nomenklatuuriks kasutatakse IUPACi reegleid, mille algse süsteemi mõtles välja Adolf von Baeyer 1900. aastal kahetsükliliste ühendite jaoks ja mida hiljem laiendasid Eduard Buchner ja Wilhelm Weigand kolmetsükliliste ühendite jaoks. Seda süsteemi on tänapäevaks veel edasi arendatud ja kasutatakse ka rohkemate tsüklite korral. Süsinike nummerdamisel IUPACi reeglite järgi loetakse esimeseks süsinikuks ühte sillapea süsinikku. Edasi nummerdatakse süsinikke liikudes edasi mööda suurimat tsüklit ja kõige viimastena nummerdatakse silla süsinikud. Kaksiksideme esinemisel on kaksiksidemega süsinik võimalikult väikse numbriga. Kui tegu on süsivesinikahelaga, loetakse kokku kõik süsinikud, mis on tsükleid moodustavates ahelates, ja ühendit nimetatakse vastavaks alkaaniks või alkeeniks, kui tsüklis on kaksikside. Nimetus sõltub ka funktsionaalrühmast, mis muudab aineklassi. Nimetuse algusesse lisatakse eesliide bitsüklo-. Eesliite järel märgitakse nurksulgudesse mitu süsiniku on kahe sillapea süsiniku vahel, alustades kõige suuremast süsiniku arvust. Juhtudel kus sillaks on kovalentne side üle tsükli märgitakse nurksulgudesse null. Bitsüklo[a.b.c]alkaan a ≥ b ≥ c Kui tsükli küljes on veel ahelaid, nimetatakse need enne eesliidet ja märgitakse vastavalt millise süsiniku küljes ahel asub. Lisaks IUPACi süsteemile kasutatakse sildtsükliliste ühendite nimetamisel ka triviaalnimesid, aga need ei näita ühendi struktuuri.

Süntees ja saamine loodusest

Sildtsükliliste ühendite laboratoorseks saamiseks lihtsaim viis on Diels-Alderi süntees. Selleks reaktsiooniks on vaja dieeni ja dieenofiili. Sildtsükliliste ühendite saamiseks peab dieeniks olema monotsükliline aine ja dieenofiiliks aine, millel on vähemalt üks kaksikside. Reaktsiooni käigus liiguvad π-sideme elektronid dieenil vastavalt nii, et tekib karbokatioon ja karbanioon. Dieenofiil annab oma π-sideme elektronid sideme moodustamiseks karbokatioonile ja dieeni karbanioon oma elektronid dieenofiilile sideme tekkimiseks. Reaktsiooni tulemusena saadakse küllastumata bitsükliline süsivesinik. Saadud produktile saab tänu kaksiksideme on tsüklile külgahelate lisamine lihtsam. Lisaks on võimalik saada küllastatud süsivesik hüdrogeenimise teel. Sünteesiks kasutatakse ka teisi mehhanisme, kuid nende käigus on vaja lähteainetel kindlaid funktsionaalrühmi mis reaktsiooni käigus suudaksid moodustada tsükleid. Looduses leidub palju sildtsüklilisi ühendeid. Suur osa neist on taimede koostises ja neid osatakse sealt ka eraldada. Loodusest pärit sildtsüklilised ühendid on tihti kasutusel meditsiinis. Üheks tuntuimaks sildtsükliliseks aineks on kokaiin, mida saadakse koka puu lehtedest. Üldjuhul saadakse ühendid taimemahlade ekstraheerimise teel ja edasi ainet puhastatakse

Loodusliku pärit oluga on ka morfiin, mida saadakse unimagunist. Selleks lõigatakse unimaguni valmimata kubrastele madalad sälgud, sellest saadud piimamahl kuivatatakse ja siis ekstraheeritakse morfiin. Saagised tavaliselt 8-14%, kuid eraldi aretatud sortidel kuni 26%. Lisaks on morfiini võimalik sünteesima ka inimene ise. Inimese kehas sünteesitakse morfiini kodeiinist ja seda vabastavad valged verelibled.

Tänapäevani saadakse paljud sildtsüklilised ühendid taimest. Saadud ühendeid tihti muudetakse sünteesi käigus, et nende mõju parandad. Sildtsüklilisi looduslike ühendeid sünteesitakse ka laborites. Tänu sellele on võimalik aineid kiiremini, efektiivsemalt ja suuremates kogustes toota ning see omakorda vähendab aine hinda.

Tsüklite pingestatus ja konfiguratsioonid

Väiksematel ühenditel on sidemete vahelised nurgad väiksemad kui 109o,mis tetraeedrilisel süsinikul ideaalselt oleks. Lisaks on väikestel tsüklitel konformatsioonid muutmine piiratud. Sellest tingituna on tsüklite pingestatus suur ja ühendid on väga reaktsiooni võimelised, et seda pinget vähendada, ning nende põlemisel vabanev soojushulk suurem. Mida pikemaks muutuvad tsükli ahelad seda väiksemaks muutub pingestatus, kuna ahelatel on suurem liikumis vabadus. Sellise pingestatusse tõttu ei saa väiksemate tsüklite korral olla sillapea süsinikul kaksiksidet Bredti reegli järgi. Julius Bredti tegi selle tähelepaneku uurides looduslike ühendeid. Kaksiksidemega sillapea süsinik on võimalik juhul kui tsüklis on kaheksa või rohkem süsinikku. Väiksemates tsüklites tekib olukord, kus tsükli siseselt peaks tekkima trans konformatsioon, kuid see muudaks tsükli veel rohkem pingestatuks. Sildtsüklilistel ühenditel on võimalus, et suuremate tsüklite korral, kui ahelad on liikuvamad, on võimalik ka funktsionaalrühma paiknemine tsükli sees. Seda kutsutakse in-out konformatsiooniks. Väikeste ühendite korral on kõik lisa rühmad suunatud väljapoole. Kui tsüklid on piisavalt suured, et nende sisse mahub rohkem kui üks külgharu, siis on võimalik konfiguratsioon, kus kõik külgahelad on suunatud sisse.

Kasutus

Suuremalt jaolt on sildtsükleid sisaldavad ained kasutuses meditsiinis. Neil on suur inaktiivsus ja ravitoimed. On leitud, et tsüklilised ained on anti bakteriaalse, viiruste, seente ja viiruste vastase toimega. Lisaks on tsüklilised ühendid kasutusel südamehaiguste ja vähi ravis. Näiteks kasutatakse merehaiguse ravimis skopolamiini. Sama ainet kasutatakse ka operatsiooni järgse iivelduse vähendamiseks. Skopolamiini kõrval toimeks on uimasus ning seda ei ole soovitatav kasutada raseduse ajal. Kuigi põhjalike uuringuid pole tehtud, on leitud et skopolamiin võib vastsündinutel põhjustada hingamis raskusi ja veritsemist. Üheks suure kasutusalaga ühendiks farmaatsias on atropiin. Enim on kasutusel atropiinsulfaat monohüdraat. Seda ainet kasutatakse silmade ravis. Sellega on võimalik parandad amblüoopiat kutsudes parem silmas esile udususe, mille tulemusena peab halvem silm rohkem pingutama. Sammuti on leitud, et atropiiniga saab lastel ravida lühinägelikkust, aga pole kasutust leidnud oma kõrval nähtude tõttu. Peale silmade on atropiin kasutusel ka südamehaiguste ravis. See on osutunud tõhusaks esimest tüüpi teise astme südame blokaadi ja kolmanda astme blokaadi ravis. Lisaks pärsib atropiin süljenäärmete ja higinäärmete tööd. Seetõttu on kasutusel see operatsioonide ajal sülje vähemaks tekkimiseks. Sammuti kasutatakse liigihigistamise vähendamiseks. Peale farmaatsia on atropiin kasutusel ka militaar alal, kus kasutatakse seda närvigaaside vastumürgina. See toimib kuna atropiin konkureerib muskariin atsetüülkoliini retseptoritele.